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1997 | Book

Integrierte Materialfluß- und Layoutplanung durch Kopplung von CAD- und Ablaufsimulationssystem

Author: Dr.-Ing. Helwig Lehmann

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

Book Series : iwb Forschungsberichte

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About this book

Die vorliegende Dissertation entstand neben meiner Tätigkeit als Mitarbeiter am Institut für Produktionstechnik GmbH (ifp). Besonders danken möchte ich Herrn Prof. Dr.-Ing. J. Milberg, dem Leiter des Lehrstuhls für Betriebswissenschaften und Montagetechnik (iwb) der Technischen Universität München, der mir die Bearbeitung der Thematik ermöglichte und durch kritische Anregungen und wertvolle Hinweise meine Arbeit stets wohlwollend unterstützte. Herrn Prof. Dr.-Ing. W. Günthner, dem Inhaber des Lehrstuhls für Fördertechnik, Materialfluß und Logistik (fml) der Technischen Universität München, danke ich für das meiner Arbeit entgegengebrachte Interesse und die Übernahme des Korreferats. Mein Dank gilt ebenfalls Herrn Prof. Dr.-Ing. Christoph Maier dem Geschäftsführer des Instituts für Produktionstechnik, der die Erstellung der vorliegenden Dissertation unterstützte. Er gab mir die Möglichkeit, meine Erfahrungen aus der Projekttätigkeit in die vorliegende Arbeit einzubringen. Besonderer Dank gilt weiterhin Herrn Dr.-Ing. Stefan Linner, dem ehemaligen Geschäftsführer des Instituts für Produktionstechnik. Seine wertvollen Anregungen motivierten mich, die Idee MATPLANumzusetzen. Schließlich möchte ich mich bei allen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des ifp und iwb sowie allen Studenten, die mich bei der Erstellung der Arbeit unterstützt haben, recht herzlich bedanken - insbesondere bei Herrn Dipl.-Ing. Ulrich Kohler.

Table of Contents

Frontmatter
1. Einleitung und Zielsetzung
Zusammenfassung
“Alles fließt, alles ist im Fluß” (Heraklit 675. Jh. v. Chr.) - dieser philosophische Gedanke vom ewigen Wechsel der Dinge, von der unaufhörlichen Bewegung und vom steten Werden ist kennzeichnend für die wirtschaftliche Situation Anfang der neunziger Jahre. Auf Jahre kontinuierlichen Aufschwungs folgte in der Bundesrepublik Deutschland die größte Rezession der Nachkriegszeit. Gerade das Vorzeigestück, der Maschinen- und Anlagenbau, erlitt enorme Auftragseinbußen und Umsatzverluste. Mitte 1995 ist die Rezession, trotz positiver Prognosen noch nicht überwunden (Bild 1-1). Die Hauptnachfragen kommen aus dem Ausland, während die Inlandsnachfragen nach wie vor zurückhaltend sind (IFO-Institut 1994, Kleinewerfers 1994, VDMA 1994, VDMA 1995, Kapp 1995).
Helwig Lehmann
2. Situationsanalyse
Zusammenfassung
Hauptaufgabe der Fabrikplanung ist es, unter Berücksichtigung einer Vielzahl von Randbedingungen die Voraussetzungen für einen technisch und wirtschaftlich optimalen Ablauf des Produktionsprozesses zu schaffen. Aus dieser generellen Aufgabenstellung lassen sich vier allgemeingültige Hauptzielsetzungen ableiten (Kettner u. a. 1984):
  • • Günstiger Produktions- bzw. Fertigungsfluß
  • • Menschengerechte Arbeitsbedingungen
  • • Gute Flächen- und Raumaufteilung
  • • Hohe Flexibilität der Bauten, Anlagen und Einrichtungen
Helwig Lehmann
3. Aufgabenabgrenzung für die Integration von statischer und dynamischer Materialflußplanung und Layoutoptimierung
Zusammenfassung
Der Einsatz von Layoutplanungsmethoden und der Ablaufsimulation hat sich bewährt. Beide Methoden werden aber bisher unter großem Zeitaufwand getrennt voneinander durchgeführt. Integrationskonzepte von CAD-gestützter Layoutplanung (statische Planung) und Ablaufsimulationsstudie (dynamische Planung) existieren in unterschiedlichen Ausprägungen. Allen gemeinsam ist jedoch, daß sie keinen systematischen Planungsablauf im Sinne eines iterativen Prozesses der CAD- und simulationsgestützten Materialflußplanung zulassen. Als Gesamtziel ist daher die in Bild 3-1 definierte Planungssystematik zu formulieren.
Helwig Lehmann
4. Datenmodell für die integrierte Materialflußplanung und Layoutoptimierung
Zusammenfassung
Das Konzept des integrierten Materialflußplanungssystems ist durch einen direkten Datenaustausch zwischen verschiedenen Systemen gekennzeichnet. Die integrierten Softwarekomponenten sind auf einzelene Planungsphasen spezialisiert und nutzen die erarbeitenen Ergebnisse aus den vorangegangenen Planungsstufen. Damit bestimmen die Eingangsdaten ganz wesentlich die Genauigkeit der erhaltenen Lösung. Die Entwicklung des Datenmodelles zur integrierten Materialflußplanung muß daher auf das Ziel der Datenexaktheit ausgerichtet sein.
Helwig Lehmann
5. Statische Materialflußplanung und Layoutoptimierung
Zusammenfassung
Vor der eigentlichen Funktionsentwicklung zur Realisierung der CAD-gestützten Materialflußplanung sollen zunächst die Anforderungen spezifiziert werden, die vor allem unter praxisbezogenen Gesichtspunkten zu stellen sind. Diese lassen sich in die Gruppen Aufbereitung der Eingangsdaten, Unterstützung von Materialflußanalysen, Durchführung von Layoutoptimierungen sowie Dokumentation der Planungsgrundlagen und -ergebnisse unterteilen. Zwei Grundgedanken sind bestimmend
Helwig Lehmann
6. Einbeziehung dynamischer Aspekte durch Anbindung der Ablaufsimulation
Zusammenfassung
Nach der Ideal- und Realplanung bildet die Feinplanung ausgewählter Varianten den nächsten Schritt bei Materialflußuntersuchungen. Die Überprüfung der Optimierungsergebnisse und bei Bedarf leichte Korrekturarbeiten geben die endgültigen Standorte der Belegungseinheiten vor. Aufgaben der Feinplanung betreffen beispielsweise die Auslegung von Transportmitteln und -hilfsmitteln (vgl. Bild 5-20), die Überprüfung der Wegbreiten auf Basis des Transportaufkommens und die Ermittlung von Pufferflächen vor und nach den Maschinen. Die Güte eines Planungsergebnisses zeigt sich aber erst in der Realität. Idealisierte Darstellungen, Abschätzungen und das Rechnen mit Mittelwerten im Rahmen der Grobplanung können reale Sachverhalte, wie Differenzen in den Transportzeiten (z. B. durch Ausfallzeiten wegen Personalmangel oder technischer Defekte an den Transportmitteln und Wartezeiten durch Blockierung von Transportwegen) oder in den Bearbeitungszeiten (z. B. Ausfall der Betriebsmittel durch Personalmangel oder Reparatur) nur bedingt abbilden. Ablaufsimulationssysteme geben dem Planer dagegen die Möglichkeit, Prototypen einer neuen Fertigungssituation am Rechner unter realen Bedingungen zu testen. Daher soll die Ablaufsimulation in das bestehende Konzept integriert werden.
Helwig Lehmann
7. Realisierung des Planungsregelkreises
Zusammenfassung
Der Planungsprozeß ist ein stark von Iterationsschleifen geprägter Vorgang. In den Kapiteln 5 und 6 wurde dargestellt, wie in jeder Planungsebene diese Iterationsschleifen rechnergestützt durchgeführt werden. Dabei wird deutlich, daß diese Iterationsschleifen bisher nur innerhalb ihrer Planungsstufe bearbeitet werden können. Die durch die dynamische Betrachtung gewonnenen Erkenntnisse beeinflussen aber die bisher erarbeiteten Ergebnisse der Layoutplanung. Aus diesem Grund ist in diesem Abschnitt die Rückführung der layoutbeeinflussenden Simulationsergebnisse an die CAD-gestützte Planung zu entwickeln. Durch diese Kopplung sollen systemübergreifende Iterations schleifen möglich werden. Es entsteht ein Planungsregelkreis, der sowohl layoutspezifische wie auch dynamische Aspekte berücksichtigt.
Helwig Lehmann
8. Zusammenfassung und Ausblick
Zusammenfassung
Wie in der Einleitung dargestellt, führt der in allen Unternehmensbereichen wachsende Zeitdruck besonders bei Materialflußplanungen zu Vernachlässigungen und so zu nicht optimalen Planungsergebnissen. Deshalb wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Ansatz erarbeitet, mit dessen Hilfe dem Planungsaufwand wie auch einer geringen Planungsqualität bei der Materialflußplanung- und Layoutoptimierung begegnet werden kann. Dieser Ansatz basiert auf der Entwicklung eines leistungsfähigen, integrativen Planungswerkzeuges zur Unterstützung des Planers bei seinen vielfältigen Aufgaben in den Phasen der Ideal- und Realplanung bzw. von Materialflußanalysen. Als Grundlage wurden das CAD-System AutoCAD und der Ablaufsimulator WITNESS gewählt.
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9. Literaturverzeichnis
Helwig Lehmann
Backmatter
Metadata
Title
Integrierte Materialfluß- und Layoutplanung durch Kopplung von CAD- und Ablaufsimulationssystem
Author
Dr.-Ing. Helwig Lehmann
Copyright Year
1997
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-662-07940-9
Print ISBN
978-3-540-62202-4
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-07940-9